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133 DINÁMICA En cinemática, se estudió el movimiento de los cuerpos, pero no se analizaron las causas que lo originan, es decir sólo se realizó una descripción geométrica del movimiento. El problema fundamental de la dinámica radica en describir la Ley que vincula las fuerzas y el movimiento, fue precisamente Isaac Newton, quien recogiendo los aportes de Galileo, estableció sus famosos leyes de Newton. Segunda Ley de Newton De lo anteriormente discutido sabemos que los cuerpos debido a su “inercia” manifiestan una tendencia a conservar su velocidad, pero también es sabido que los cuerpos pueden experimentar cambios en su velocidad y esto es debido a las fuerzas que sobre él actúan, pero; cuidado : ¡no siempre las fuerzas que actúan sobre un cuerpo modifican su velocidad! Analicemos el bloque de nuestro primer ejemplo cuando se encuentra detenido. En tal situación, el bloque seguirá detenido, es decir su velocidad no cambia al transcurrir el tiempo. Si su velocidad no cambia el bloque no acelera. Por otro lado podemos notar que “W” y “N” se equilibran. Ahora vemos lo que ocurre cuando la persona al empujar el bloque le ejerce una fuerza. (F) Estando el bloque inicialmente detenido, conforme transcurre el tiempo adquiere una mayor rapidez. ¡El bloque experimenta cambios en su velocidad. Experimenta un movimiento acelerado!. NIVEL: SECUNDARIA SEMANA Nº 6 PRIMER AÑO V = 0 N W F a N W < > 134 Examinemos estos dos casos se llega a la siguiente conclusión : Una fuerza resultante no nula (diferente de cero) provoca que el cuerpo experimente aceleración. El módulo de la aceleración será mayor mientras mayor sea la fuerza resultante. La aceleración será menor si mayor es la masa del cuerpo. Esto se debe a que, a mayor masa se tiene mayor inercia lo cual trae como consecuencia que sea más difícil modificar la velocidad del bloque. Esto es básicamente el planteamiento más sencillo que se desprende de la “Segunda Ley de Newton”. Su fórmula matemática es : a D.p FR a I.p. m a = m FR En forma general : FR = ma De esta expresión se deduce que la “FR” y “a” presentan la misma dirección. EJERCICIOS DE APLICACIÓN En cada caso determine la fuerza resultante y el sentido de la aceleración. 1. Sentido FR = _____N ( ) a : ( ) 2. FR = _____N ( ) a : ( ) 3. FR = _____ ( ) a : ( ) 4. FR = _____ ( ) a : ( ) 5. Hallar la aceleración que adquiere el móvil : a) 6 m/s2 b) 2 c) 8 d) 5 e) 4 6. En la figura determine la aceleración del bloque : a) 5 m/s2 (→) b) 6 () c) 6 (→) d) 10 () e) 5 () 7. Hallar el valor de “m” (masa) para que el cuerpo acelere con 4 m/s2. a) 10 kg b) 11 c) 4 d) 8 e) 6 8. Hallar “F” para que el bloque de 4 kg acelere a razón de 6 m/s2. 10N 40N 10N 10N 20N 5N 40N 10N 32N 16N 4kg 30N 10N 5kg 5N 12N 40N m 16 COLEGIO PREUNIVERSITARIO “TRILCE” II BIM – FÍSICA – 1ER. AÑO 135 a) 18 N b) 24 c) 12 d) 20 e) 30 9. En la figura, hallar “F” para que el cuerpo de 5 kg acelere con 3 m/s2. a) 30 N b) 10 c) 15 d) 20 e) 12 10. Hallar la fuerza resultante e indique su sentido m = 4 kg FR = _____N ( ) a = _____m/s2 ( ) 11. Hallar la fuerza resultante y la aceleración, así como el sentido. FR = _____N ( ) a = _____m/s2 ( ) m = 2 kg 12. Un móvil que se encuentra en reposo es jalado por “F” y en 3 s posee una aceleración de 6 m/s. Hallar “F” si la masa del bloque es 2 kg. a) 1 N b) 2 c) 3 d) 4 e) 6 13. En la figura, hallar “F”, si m = 3 kg a) 2 b) 8 N c) 6 N d) 3 N e) 4 N 14. En la figura, hallar “F”, si m = 5 kg a) 20 N b) 15 c) 7 d) 22 e) 18 15. En la figura, hallar “F”. m = 2 kg a) 10 N b) 30 c) 12 d) 15 e) 20 TAREA DOMICILIARIA Nº 6 En cada caso determine la fuerza resultante y el sentido de la aceleración. 1. Sentido FR = _____ ( ) a : ( ) 2. FR = _____ ( ) a : ( ) 3. FR = _____ ( ) a : ( ) 4. FR = _____ ( ) a : ( ) F 36N a F 5N a F = 10N 4N m F 6m/s F t = 2s m m F 6m/s F t = 2s 2m/s m F 16m/s F 4m/s m 2N 2N m d = 30m F 23m/s F 3m/s m 30N m d = 52m 30N 30N 5N 20N 4N 8N 35N 15N 40N 10N 10N 5N m COLEGIO PREUNIVERSITARIO “TRILCE” II BIM – FÍSICA – 1ER. AÑO 136 5. En la figura, hallar la aceleración del móvil : a) 2 m/s2 (→) b) 4 m/s2 () c) 2 m/s2 () d) 4 m/s2 (→) e) Falta conocer “F” 6. Hallar la aceleración del móvil. (m = 4kg) a) 2 m/s2 () b) 4 (→) c) 4 () d) 2 (→) e) 5 (→) 7. Hallar “m” para que el cuerpo acelere con 4 m/s2 a) 30 kg b) 10 c) 4 d) 1 e) 5 8. En la figura, hallar “F” para que el cuerpo acelere a razón de 4 m/s2 (m = 5 kg) a) 20N b) 15 c) 10 d) 5 e) 25 9. Hallar F, para que el cuerpo acelere a razón de 6m/s2 (m = 4 kg) a) 48N b) 24 c) 18 d) 36 e) 16 10. Hallar la Fuerza Resultante, aceleración indicando su sentido m = 5kg FR = ______N ( ) a = ______ m/s2 ( ) 11. En la figura, halle la Fuerza Resultante, la aceleración indicando además su sentido. m = 2kg FR = ______N ( ) a = ______ m/s2 ( ) 12. En la figura hallar F; m = 4kg a) 5N b) 7 c) 10 d) 6 e) 8 13. En la figura hallar “d” m = 2 kg a) 14 m b) 7 c) 28 d) 12 e) 36 14. Hallar F, si m = 3kg a) 8 N b) 10 c) 5 d) 6 e) 4 15. Hallar , si m = 4kg a) 6N b) 7 c) 4 d) 2 e) 8 10N F 5kg F 32N 20N m 60N 10N 20N 30N 30N F a m 12N F m m 10N m 50N F 50N 5m/s F 50N 25m/s 30N F =4N 3m/s d F =4N 11m/s F 10m/s 25m m F V = 0 m F 12m/s d = 70 m m F 2m/s m 12N 12N
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